Fe_2O_3在氧化铝碳热还原-氯化法炼铝过程中的行为分析  

Behavior of Fe_2O_3 in Al Extraction by Alumina Carbothermic Reduction-Chlorination in Vacuum

作　　者：朱富龙[1,2] 郁青春[1] 杨斌[1] 袁海滨[1] 徐宝强[1] 戴永年[1] 

机构地区：[1]真空冶金国家工程实验室云南省有色金属真空冶金重点实验室,昆明650093 [2]昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明650093

出　　处：《真空科学与技术学报》2011年第4期485-489,共5页Chinese Journal of Vacuum Science and Technology

基　　金：国家自然科学基金-云南省联合基金资助项目(u0837604);高等学校博士点专项科研基金资助项目(20095314110003)

摘　　要：在中真空（15100 Pa）、9931723 K下,采用X射线衍射、扫描电镜及能谱仪等分析手段对Fe2O3在氧化铝碳热还原及氯化过程的行为以及Fe2O3的添加量对产物金属铝的直收率的影响进行了研究。结果表明：在碳热还原过程中、不通入氯化铝气体时：当温度低于1273 K,Fe2O3逐渐与C反应生成Fe;当温度处于12731473 K之间,Al2O3发生晶型转变;当温度处于14731623 K之间,有Fe3C生成;当温度处于1723 K,由于生成的Fe3C与剩余的Fe形成熔体,包裹Al2O3与C,使Al2O3与C反应生成大量的Al3C4及Al4O4C。通入氯化铝发生氯化反应后,此时有金属铝生成,并且在冷凝物中未发现含Fe物质。在1723 K下,物料中添加适量的Fe2O3可以降低氧化铝真空碳热还原反应的温度,提高反应的速率从而提高铝的产率。The behavior of Fe2O3 in Al extraction by alumina carbothermic reduction-chlorination at different temperatures（973～1723 K） in vacuum（15～100 Pa） was studies with X-ray diffraction,scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy.The dependence of Al recovery rate on the Fe2O3 addition was also evaluated.The results show that in the absence of AlCl3,the temperature strongly affects the stoiciometries of Fe.For instance,at about 1273 K,Fe2O3 is reduced to Fe by C;at a temperature ranging from 1273 K to 1473 K,Fe reacts with C to form Fe3C;at 1723 K,the thermally deformed Al2O3 and graphite grains,coated with the molten Fe3C and residue Fe,reacts to produce fairly large amount of AlC4 and Al4O4C.The injection of AlCl3,results in aluminum carbothermic reduction-chlorination,Al extraction,and the iron-free slag and condensates.Interesting finding is that at 1723 K,addition of Fe2O3 considerably lowers the reaction temperature,accelerates the reaction rate,and increases the Al recovery rate.

关 键 词：Fe2O3 氧化铝 真空碳热还原 氯化 直收率 

分 类 号：TF131[冶金工程—冶金物理化学] TF821